(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211341616.6 (22)申请日 2022.10.31 (71)申请人 中国海洋大学 地址 266102 山东省青岛市崂山区松岭路 238号 (72)发明人 刘昊　高源　魏志强　杨金波　 王卓亚　 (74)专利代理 机构 北京科家知识产权代理事务 所(普通合伙) 11427 专利代理师 杜娇 (51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) G06F 9/48(2006.01) G16C 20/10(2019.01) G16C 20/70(2019.01) (54)发明名称 数据处理和药物再利用筛选框架及方法、 存 储介质和装置 (57)摘要 本发明涉及数据处理和药物再利用 筛选框 架及方法、 存储介质和装置， 属于药物筛选技术 领域， 所述框架包含一个系统管理节点、 n个任务 管理节点和n个任务计算节点； 所述系统管理节 点负责监控、 管理节点资源以及分配任务； 所述n 个任务管理节点， 负责管理具体计算任务， 接受 系统管理节点， 以及向系统管 理节点报告任务完 成情况和资源利用情况； 所述n个任务计算节点， 负责具体任务的执行； 本发明还提供了利用所述 框架进行药物筛选的方法及运行所述方法的计 算机可读存储介质和搭载所述介质的装置。 本发 明所述方法利用现有资源加快海量数据的处理 和计算， 能够对更大范围的药物疾病进行筛选， 提高筛选效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115470007 A 2022.12.13 CN 115470007 A 1.一种数据处理和药物再利用筛选框架， 其特征在于， 所述框架包含一个系统管理节 点、 n个任务管理节点和n个任务计算节点； 所述系统管理节点负责监控、 管理节点资源以及分配任务； 所述n个任务管理节点， 负责管理具体计算任务， 接受系统管理节点， 以及 向系统管理 节点报告任务完成情况和资源利用情况； 所述n个任务计算节点， 负责具体任务的执 行； 所述系统管理节点以队列为单位划分资源， 每个队列负责管理一定数量的任务管理节 点和任务计算节点， 并记录任务管理节点和任务计算节点编号以及是否可用， 并支持资源 共享， 允许其他队列上执行 的任务使用该队列的资源； 当该队列有新的任务需要更多的资 源时， 会在其 他队列任务结束后释放资源， 从而实现灵活调度系统资源， 调高资源利用率； 系统管理节点会根据需要处理的结构总数和队列资源生成n个任务， 每个任务会负责 一定数目的结构文件的处理， 并根据任务强度分配至不同的任务计算节点， 每个任务会有 一个任务管理节点， 负责分发程序和结构文件至其他任务计算节点， 向系统管理节点汇报 任务完成情况， 任务计算节点 最后将处 理好的结果存 入数据库； 系统管理节点监控当前队列资源使用情况以及结构处理任务的完成情况， 当出现空闲 队列时， 根据现有资源选择一定数量的药物/配体和靶点数目生成对接配置文件， 配置文件 包含药物/配体结构文件和靶点结构文件列表以及对接口袋位置信息； 将分子对接程序和 配置文件发送至空闲队列； 每个对接任务包含一个任务管理节点， n个任务计算节点， 任务 管理节点负责分发分子对接程序和一定数量的配置文件至任务计算节点； 任务计算节点完 成对接任务后， 对结果进行处理， 提取出每次对接的药物/配体和靶点， 以及它们打分排名 在前的十个构象及其打 分， 最后将处 理好的结果存 入数据库； 系统管理节点监控当前队列资源使用情况以及 分子对接任务的完成情况， 当有空闲资 源， 并且部分药物/配体和靶点的对接已经完成， 对接结果已经处理完毕， 则由系统管理节 点生成筛选任务， 根据现有资源分配任务至空闲队列， 由任务计算节点根据筛选方法进行 关键参数的计算和筛 选， 最后将处 理好的结果存 入数据库。 2.一种数据处理和药物再利用筛选方法， 其特征在于， 所述方法在权利要求1  所述框 架下运行， 具体运行步骤如下 方法： 通过将对接结果和现有药物/配体已知的靶点的对接结果进行验证分析， 计算关键参 数作为阈值进行初步筛选； 初步筛选结束后， 得到合适的现有药物以及它们潜在的能够与 之结合的靶点； 在得到药物的潜在靶点之后， 通过现有数据库， 提取靶点的基因， 每个药物 会得到一个目的基因集； 得到目的基因集后， 分析这些基因参与了哪些通路， 具有哪些功 能， 是不是对这些通路或者功能具有关键影响； 每个药物得到的潜在 靶点， 通过它们的基因 找到显著富集的通路， 就能找到相对应的适应症。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述阈值的获得方法： 从权威生物医药数 据库中提取药物/配体、 靶点结构数据， 进 行处理以及格式转换后进 行分子对接得到对接结 果， 对对接结果进行正态性检验， 分析其打分最集中的分数段， 选取集中的打分作为阈值； 计算每个药物/配体和靶点的结合率， 计算方法为打分值/药物分子非氢原子数， 分析其最 集中的分数 段， 选取集中的结合 率作为阈值。 4.一种计算机可读存 储介质， 其特 征在于， 所述存 储介质运行权利要求2所述方法。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470007 A 25.一种药物筛选装置， 其特征在于， 所述装置搭载权利要求4所述计算机可读存储介 质。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470007 A 3